CN114615615A - 移动终端位置推断方法、装置以及移动终端位置推断*** - Google Patents

移动终端位置推断方法、装置以及移动终端位置推断*** Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够提高移动终端的位置的推断精度的移动终端位置推断方法、移动终端位置推断装置以及移动终端位置推断***。通过设置于车辆的三个以上的通信机与位于上述车辆的周边的移动终端进行通信来推断上述移动终端的位置的移动终端位置推断方法，其包含：多个通信机与移动终端进行通信而取得通信机与移动终端之间的距离信息和电波的强度信息的取得步骤；在距离信息是第一规定值以下，且强度信息是第二规定值以上的情况下判定为可通信的可否通信判定步骤；以及基于来自在可否通信判定步骤中判定为可通信的三个以上的通信机中的、距离信息最小的通信机的上述距离信息，缩小移动终端的检索范围，来推断移动终端的位置的推断步骤。

Description

移动终端位置推断方法、装置以及移动终端位置推断***
技术领域
本发明涉及推断位于车辆周边的移动终端的位置的移动终端位置推断方法、移动终端位置推断装置以及移动终端位置推断***。
背景技术
以往，公知有推断由智能钥匙、智能手机等构成的移动终端的位置的移动终端位置推断方法(例如，参照专利文献1～2)。
专利文献1所记载的移动终端位置推断方法基于从车辆侧发送的低频带的信号、和从移动终端发送的高频带的信号，推断移动终端的位置。另一方面，对上述信号进行中继而对车门进行开锁的盗窃(所谓的中继攻击)成为问题，为了解决该问题，开发了仅在车辆附近能够进行移动终端主体的位置检测的情况下进行开锁的技术。为了正确地推断移动终端的位置，公知有通过使用UWB(Ultra Wide Band：超宽带)频带的信号的高速通信而提高了测距性能的移动终端位置推断方法(例如，参照专利文献2)。
专利文献1所记载的移动终端位置推断方法根据从设置于车辆的发送天线到移动终端的距离和移动终端所位于的方向相对于发送天线的轴向的角度的两个变量的近似式来推断移动终端的位置。对在发送天线周边设定的多个候补位置应用各发送天线的近似式，将成为规定的范围内的候补位置推断为移动终端的位置。
专利文献2所记载的移动终端位置推断方法若能够与移动终端通信的车载通信机是三台以上，则计算移动终端的位置坐标，若能够与移动终端通信的车载通信机小于三台，则判定在***动作区域内是否存在移动终端。
专利文献1：日本特开2019-215303号公报
专利文献2：日本特开2020-122727号公报
专利文献1所记载的移动终端位置推断方法在作为移动终端的候补位置列举了特数之后，对各发送天线以近似式进行运算，所以测距精度低。
专利文献2所记载的移动终端位置推断方法虽使用能够通信的通信机计算到移动终端的距离来判定移动终端的大致的存在区域，但例如设置于车门的通信机在车辆内外具有可通信区域，所以无法正确地确定移动终端是存在于车内还是存在于车外。
因此，期望一种能够提高移动终端的位置的推断精度的移动终端位置推断方法。
发明内容
本发明的移动终端位置推断方法的特征是以下方面，其是通过设置于车辆的三个以上的通信机与位于上述车辆的周边的移动终端进行通信来推断上述移动终端的位置的移动终端位置推断方法，其包含以下步骤：取得步骤，多个上述通信机与上述移动终端进行通信而取得上述通信机与上述移动终端之间的距离信息和电波的强度信息；可否通信判定步骤，在上述距离信息是第一规定值以下，且上述强度信息是第二规定值以上的情况下，判定为可通信；以及推断步骤，基于来自在上述可否通信判定步骤中判定为可通信的三个以上的上述通信机中的、上述距离信息最小的上述通信机的上述距离信息，缩小上述移动终端的检索范围，来推断上述移动终端的位置。
本发明的位置推断装置的特征结构是以下方面，其是通过设置于车辆的多个通信机与位于上述车辆的周边的移动终端进行通信来推断上述移动终端的位置，其具备：信号处理部，多个上述通信机与上述移动终端进行通信而取得上述通信机与上述移动终端之间的距离信息和电波的强度信息，在上述距离信息是第一规定值以下，且上述强度信息是第二规定值以上的情况下，判定为可通信；以及推断部，基于来自由上述信号处理部判定为可通信的三个以上的上述通信机中的、上述距离信息最小的上述通信机的上述距离信息，缩小上述移动终端的检索范围，来推断上述移动终端的位置。
本发明的移动终端位置推断***的特征结构是以下方面，其具备：设置于车辆的多个通信机；信号处理部，多个上述通信机与位于上述车辆的周边的移动终端进行通信而取得上述通信机与上述移动终端之间的距离信息和电波的强度信息，在上述距离信息是第一规定值以下，且上述强度信息是第二规定值以上的情况下，判定为可通信；以及推断部，基于来自由上述信号处理部判定为可通信的三个以上的上述通信机中的、上述距离信息最小的上述通信机的上述距离信息，缩小上述移动终端的检索范围，来推断上述移动终端的位置。
在本方法或者本结构中，基于来自与移动终端的距离信息最小的通信机的距离信息缩小移动终端的检索范围。即、使用距离移动终端最近且通信误差小的通信机的距离信息来缩小检索移动终端的范围，所以能够提高运算速度。并且，移动终端存在于基于通信误差小的通信机的距离信息的检索范围附近的概率极高，所以能够提高测距精度。
这样，能够提供一种能够提高移动终端的位置的推断精度的移动终端位置推断方法、移动终端位置推断装置以及移动终端位置推断***。
其它特征结构是以下方面，上述推断步骤在以来自上述距离信息最小的上述通信机的上述距离信息为半径的球体的表面上，设置多个候补点来推断上述移动终端的位置。
如本方法那样，若将检索范围设在球体的表面上，在该表面上设置多个候补点，则与现有那样在车辆附近的整个区域设置候补点的情况相比，能够进一步提高运算速度。
其它特征是以下方面，上述推断步骤在上述球体的表面上以规定的角度间隔设置各个上述候补点而推断出上述移动终端的位置之后，在推断出的上述移动终端的位置附近的规定范围内，以比上述规定的角度间隔小的角度间隔设置各个上述候补点来进一步推断上述移动终端的位置。
如本方法那样，若在球体的表面上缩小移动终端的大致的存在范围之后，还以精细的分辨率设置候补点来推断移动终端的位置，则能够进一步提高测距精度。另外，与最初以精细的分辨率设置候补点的情况相比，能够提高运算速度。
其它特征是以下方面，上述推断步骤基于上述可否通信判定步骤的判定结果、和将各个上述通信机的可通信范围映射化的通信映射图，推断上述移动终端存在的区域，基于该区域进一步缩小上述移动终端的上述检索范围。
在本方法中，若基于通信映射图和可否通信判定步骤的判定结果来推断移动终端存在的区域。即、使用由通信机的配置而预先决定的通信映射图，使能够通信的通信机的可通信范围重合，则能够迅速缩小移动终端存在的区域。若使用该存在区域来进一步缩小移动终端的检索范围，则能够提高运算速度并且进一步提高测距精度。
其它特征结构是以下方面，上述推断步骤使用来自上述距离信息最小的上述通信机的多个上述距离信息中的、最小的值来缩小上述移动终端的检索范围。
明确了在通信方式使用了UWB频带的信号的情况下，从通信机得到的距离信息具有比实际的距离信息大的倾向。因此，如本方法那样，若使用距离信息最小的值来缩小移动终端的检索范围，则能够进一步提高测距精度。
附图说明
图1是表示通信机的设置位置的图。
图2是移动终端位置推断***的框图。
图3是本实施方式的移动终端位置推断方法的流程图。
图4是检索范围缩小的子流程。
图5是移动终端存在区域判定的子流程。
图6是距离信息以及强度信息的一个例子。
图7是说明本实施方式的移动终端的位置推断方法的图。
图8是表示本实施方式的移动终端的位置推断结果的一个例子。
图9是表示本实施方式的推断误差的图。
图10是推断误差的比较图。
图11是通信映射图的一个例子。
图12是距离信息以及强度信息的其它一个例子。
图13是表示另一实施方式的移动终端的位置推断结果的一个例子。
附图标记的说明
A…汽车(车辆)
C1～C6…通信机
K…移动终端
21…信号处理部
23…推断部
100…移动终端位置推断***
具体实施方式
以下，结合附图来说明本发明的移动终端位置推断方法、移动终端位置推断装置以及移动终端位置推断***的实施方式。如图1～图2所示，作为本实施方式的移动终端位置推断方法的一个例子，对使用了移动终端位置推断***100的移动终端位置推断方法进行说明。但是，并不限于以下的实施方式，在不脱离其宗的范围内能够进行各种变形。
[基本结构]
如图1～图2所示，汽车A(车辆的一个例子)具备移动终端位置推断***100、ECU(electronic control unit：电子控制单元)15、车门开闭机构3、以及发动机驱动机构4。该移动终端位置推断***100具备多个(在本实施方式中是六个)通信机C1～C6、存储部14以及控制部2。此外，移动终端位置推断***100中的、存储部14和控制部2构成为移动终端位置推断装置。移动终端K具备终端侧通信部5和控制电路6。控制部2以及ECU15构成为能够对存储部14读写规定的数据，通信机C1～C6、控制部2、ECU15、车门开闭机构3以及发动机驱动机构4例如通过CAN(Control Area Network：控制局域网)、LIN(Local InterconnectNetwork：本地互联网)等车内的通信线路以能够双向通信的方式电连接。作为移动终端K可举出智能手机、智能钥匙等，但以下作为智能手机来进行说明。
本实施方式的移动终端位置推断方法使用移动终端位置推断***100，在设置于汽车A的多个通信机C1～C6与用户H所持的移动终端K之间进行通信，来推断位于汽车A的周边的移动终端K的位置。
多个通信机C1～C6设置于汽车A的树脂部件内部。多个通信机C1～C6为了高精度地推断可能存在于车厢内外的移动终端K的位置，优选分别在汽车A的车厢内和车厢外设置多个。作为设置这些通信机C1～C6的位置，若是车厢外，则可举出车门把手、模制件、保险杠或者标志的内部，若是车厢内，则可举出A/B/C/D柱、中控台箱或者前控台箱的内部。在本实施方式中，将第一通信机C1设置于右车门把手，将第二通信机C2设置于左车门把手，将第三通信机C3设置于后部标志，将第四通信机C4设置于右C柱，将第五通信机C5设置于左C柱，将第六通信机C6设置于中控台箱的内部。
通信机C1～C6是使用UWB(Ultra Wide Band：超宽带)频带的信号的超宽带无线机。UWB通信是使用500MHz以上的带宽的无线通信，在本实施方式中利用3GHz～10GHz的频带。该UWB通信具有耗电少，抗干扰电波强这样的特征，适合于半径10m左右的近距离通信。若是该范围，则能够以数厘米～数十厘米左右的通信误差推断移动终端K的位置。
通信机C1～C6分别具有车辆侧发送电路11、车辆侧接收电路12以及车辆侧天线13。通信机C1～C6构成为由控制部2控制动作，能够与控制部2进行双向通信。本实施方式中的“电路”是包含在一个基板上搭载有多个电子部件的电路、将多个电子部件的功能单片化的所谓的集成电路(IC)的情况等的一般的形态，以下相同。
车辆侧发送电路11是对移动终端K生成响应请求信号的轮询消息生成电路。车辆侧发送电路11生成响应请求信号的时刻可以总是进行，也可以在通过其它通信(例如基于bluetooth(注册商标)的无线通信)检测出移动终端K时而定期地进行。车辆侧发送电路11用公知的调制方式对来自控制部2的输入信号进行调制，从车辆侧天线13作为电波发射响应请求信号，在发送该响应请求信号的时刻开始计时。
车辆侧接收电路12是接收来自移动终端K的响应信号的响应消息接收电路。车辆侧接收电路12对由车辆侧天线13接收到的响应信号进行解调并向控制部2发送，并且在接收到响应信号的时刻结束计时。在车辆侧接收电路12接收的响应信号中包含接收到的电波的强度信息、从移动终端K接收电波之后到发送响应信号所需的时间Tb以及移动终端K的识别信息(ID)。车辆侧接收电路12接收到的响应信号被向控制部2传递，由控制部2比较移动终端K，执行认证后的移动终端K与各通信机C1～C6之间的距离信息的计算。
各通信机C1～C6与移动终端K之间的距离信息例如能够通过TОF(Time ofFlight：飞行时间)方式的单侧双向测距法(TWR-SS)来计算。单侧双向测距法对从自车辆侧天线13发送响应请求信号并接收响应信号为止的时间Ta、减去从移动终端K接收响应请求信号之后到发送响应信号所需的时间Tb的差的一半((Ta―Tb)/2)乘以电波的传播速度V而作为(V×(Ta-Tb)/2)来计算。在本实施方式中，虽由控制部2运算该距离信息，但也可以由各通信机C1～C6进行运算。
车辆侧天线13作为电波发射车辆侧发送电路11调制后的响应请求信号，作为电波接收来自移动终端K的响应信号。该车辆侧天线13可以分别设置发送响应请求信号的发送天线和接收响应信号的接收天线，也可以由一个天线元件共用发送天线以及接收天线。
存储部14由HDD、ROM等硬件构成，存储有在控制部2、ECU15中运转的程序、将汽车A的任意位置(例如第一通信机C1的位置)作为原点的通信机C1～C6的三维位置坐标、以及将通信机C1～C6的可通信范围映射化的通信映射图M1～M6(还参照图11)等。
控制部2控制通信机C1～C6的动作，并且处理从通信机C1～C6接收到的信号，推断移动终端K的位置，并将推断结果向ECU15输出。另外，ECU15基于控制部2推断出的移动终端K的位置，控制车门开闭机构3、发动机驱动机构4的动作(所谓无钥匙进入***)。该控制部2的详细结构将在后述。
车门开闭机构3具有用于用户H对车门进行开锁或者上锁的钥匙门按钮、接触式传感器等。车门开闭机构3是通过用户H按下钥匙门按钮或者使手与接触式传感器接触，而使车门开锁或者上锁的公知机构，所以省略详细的说明。在本实施方式中，基于由控制部2推断出的移动终端K的位置，ECU15向车门开闭机构3发送动作信号，由此能够使移动终端K附近的车门开锁或者上锁，而用户H不用按下钥匙门按钮等。另外，基于由控制部2推断出的移动终端K的位置，ECU15向车门开闭机构3发送动作信号，由此能够对移动终端K附近的车门进行开闭。
发动机驱动机构4具有用于用户H驱动汽车A的发动机的便携式启动器、按钮开关等。发动机驱动机构4是通过用户H按下启动器、按钮开关，而利用起动机驱动发动机的公知的机构，所以省略详细的说明。在本实施方式中，在由控制部2推断为移动终端K存在于车厢内时，ECU15向发动机驱动机构4发送动作信号，由此发动机成为能够驱动的待机状态。
如上所述，移动终端K具备终端侧通信部5和控制电路6。终端侧通信部5具有终端侧发送电路51、终端侧接收电路52以及终端侧天线53。
终端侧接收电路52经由终端侧天线53接收从车辆侧天线13发送来的响应请求信号，终端侧发送电路51经由终端侧天线53向车辆侧天线13发送响应信号。终端侧接收电路52对从终端侧天线53接收到的响应信号进行解调并向控制电路6发送。终端侧发送电路51将以公知的调制方式对来自控制电路6的输入信号进行了调制的响应信号、从终端侧天线53向车辆侧天线13发送。控制电路6生成包含从移动终端K接收电波之后到发送响应信号所需的时间Tb和移动终端K的识别信息(ID)的输入信号。此外，从移动终端K接收电波之后到进行响应所需的时间Tb可以是预先设定的时间，也可以是每次接收电波，计时的时间。
[控制部的详细]
控制部2具有信号处理部21、区域判定部22以及推断部23。控制部2的各功能部由以执行各种处理的CPU、存储器为核心的软件，或者硬件与软件的协作而构成。此外，也可以省略区域判定部22。
信号处理部21对在与各通信机C1～C6之间收发的电信号进行处理。该信号处理部21执行各通信机C1～C6的轮询控制，并且运算并取得上述各通信机C1～C6与移动终端K之间的距离信息，还取得来自各通信机C1～C6接收到的移动终端K的电波的强度信息(取得步骤，也参照图6)。
信号处理部21在来自各通信机C1～C6的距离信息是第一规定值以下，且来自各通信机C1～C6的强度信息是第二规定值以上的情况下，判定为相应的通信机C1～C6是可通信的(可否通信判定步骤)。另一方面，信号处理部21在来自各通信机C1～C6的距离信息超过第一规定值的情况下，或者来自各通信机C1～C6的强度信息小于第二规定值的情况下，判定为相应的通信机C1～C6是不可通信的(可否通信判定步骤)。第一规定值设定为测距值理论上不现实的大的值(例如10m)，也可以根据各通信机C1～C6的设置位置来设定，也可以设定为一样。第二规定值设定为视为噪声电平的值(例如-105dBm)，也可以根据各通信机C1～C6的设置位置来设定，也可以设定为一样。
区域判定部22通过使由信号处理部21判定为可通信的各通信机C1～C6的通信映射图M1～M6、与由信号处理部21判定为不可通信的各通信机C1～C6的通信映射图M1～M6重合，来判定移动终端K存在的区域。本实施方式的通信映射图M1～M6以根据各通信机C1～C6的设置位置而预先设定的二维坐标而形成，将能够以通信误差少或者小的电波损失计测与移动终端K的距离的范围设定为可通信范围。此外，通信映射图M1～M6也可以是三维坐标。这里，通信误差是由通信机C1～C6能够计测的距离中的、真实距离与计测出的距离信息之差，以下，作为测距误差进行说明。
在图11中示出了考虑了无干扰状态的理想的测距误差的各通信机C1～C6的通信映射图M1～M6。在同图中，将测距误差为50cm以下的范围设为深黑色的实线圆圈，将测距误差大于50cm～1m以下的范围设为深灰色的圆圈，将测距误差大于1m～3m以下的范围设为浅灰色的实线圆圈，将测距误差大于3m的范围设为虚线圆圈，用三角标记示出了各通信机C1～C6的位置。即、本实施方式的通信映射图M1～M6根据通信误差(测距误差)的程度来区分可通信范围的等级。
第一通信机C1在移动终端K存在于车辆右侧方以及车厢内的驾驶座周边时，能够以稍小的测距误差进行通信(参照通信映射图M1)。第二通信机C2在移动终端K存在于车辆左侧方以及车厢内的副驾驶座周边时，能够以稍小的测距误差进行通信(参照通信映射图M2)。第三通信机C3在移动终端K存在于车辆后方时，能够以稍小的测距误差进行通信(参照通信映射图M3)。第四通信机C4在移动终端K存在于车辆左右侧方以及车厢内时，虽能够以稍小的测距误差进行通信，但在移动终端K处于车辆右侧方时能够以干扰少的状态进行通信(参照通信映射图M4)。第五通信机C5在移动终端K存在于车辆左右侧方以及车厢内时，虽能够以稍小的测距误差进行通信，但在移动终端K处于车辆左侧方时能够以干扰少的状态进行通信(参照通信映射图M5)。第六通信机C6在移动终端K存在于车厢内时，能够以稍小的测距误差进行通信(参照通信映射图M6)。
例如，在由信号处理部21判定为第一通信机C1是可通信的，与第二通信机C2只能进行噪声电平的通信而由信号处理部21判定为不可通信的情况下，区域判定部22从第一通信机C1的通信映射图M1的可通信范围除去第二通信机C2的通信映射图M2的可通信范围。其结果是，能够推断为移动终端K位于车辆右侧方。这样，使全部的通信映射图M1～M6重合，由此可通信范围的重复区域被收敛，能够高精度地确定移动终端K的存在区域。即、区域判定部22从由信号处理部21判定为可通信的各通信机C1～C6的可通信范围的逻辑积中，除去由信号处理部21判定为不可通信的各通信机C1～C6的可通信范围的逻辑积。
推断部23执行由信号处理部21判定为可通信的三个以上的通信机C1～C6的分级。作为分级的一个例子，按照移动终端K与通信机C1～C6之间的测距值从小到大的顺序赋予高的优先顺序。即、实际的距离越小，越能够取得正确的测距值，可靠性最高。因此，将通信机C1～C6中的、测距值最小的通信机作为“关键通信机”。而且，推断部23基于来自三个以上的通信机C1～C6中的、关键通信机的距离信息缩小移动终端K的检索范围，来推断移动终端K的位置，并将推断结果向ECU15输出(推断步骤)。在推断部23推断为移动终端K存在于车辆右侧方的位置存的情况下，ECU15以使右车门开锁或者上锁或者开闭的方式向车门开闭机构3发送动作信号。在推断部23推断为移动终端K存在于车辆左侧方的位置的情况下，ECU15以使左车门开锁或者上锁或者开闭的方式向车门开闭机构3发送动作信号。在推断部23推断为移动终端K存在于车辆后方的位置的情况下，ECU15以使后尾门开锁或者上锁或者开闭的方式向车门开闭机构3发送动作信号。在推断部23推断为移动终端K存在于车厢内的位置的情况下，ECU15向发动机驱动机构4发送动作信号，由此发动机成为能够驱动的待机状态。
如图7所示，推断部23在以来自关键通信机的距离信息为半径的球体的表面上设置多个候补点来推断移动终端K的位置。假设移动终端K存在的范围(检索范围)位于以可靠性最高的关键通信机的测距值为半径的球体的表面上，所以能够大幅度地减少用于运算的候补点的数量。优选推断部23在得到了来自关键通信机的多个距离信息的情况下，使用其中最小的值来缩小移动终端K的检索范围。这是因为在通信方式使用了UWB频带的信号的情况下，在从通信机C1～C6得到的距离信息中包含基于直接波的小的值和基于绕过遮挡物的迂回波的大的值，与实际距离最近的是基于直接波的小的值。
另外，推断部23也可以基于区域判定部22判定出的移动终端K的存在区域，进一步缩小移动终端K的检索范围。例如，能够仅将以来自关键通信机的距离信息为半径的球体的表面中的、移动终端K的二维存在区域投影到z方向(汽车A的上下方向)的部分作为检索范围。并且，推断部23也可以除去作为检索范围的球体中的、汽车A的车厢底面以下那样的不现实的范围(例如，z是0以下)。以下，将汽车A的前后方向设为x方向，将左右方向设为y方向，将上下方向设为z方向来进行说明。
移动终端K的存在候补位置的三维坐标(x、y、z)根据从关键通信机得到的测距值r、仰角θ、方位角
Figure BDA0003356761630000101
的三个参数来运算。仰角θ、方位角
Figure BDA0003356761630000102
是任意值，能够分别设定为规定的角度间隔(例如，每10度)。推断部23在球体的表面上以规定的角度间隔设置各个候补点而推断移动终端K的大致位置之后，在推断出的移动终端K的位置附近的规定范围内，在仰角θ和方位角
Figure BDA0003356761630000111
的各个中以比规定的角度间隔小的角度间隔(例如，每1度)设置多个候补点来推断移动终端K的位置。另外，推断部23也可以根据从关键通信机得到的测距值，设定角度间隔。例如，由于从关键通信机得到的测距值越小则球体的体积越小，所以也可以将角度间隔设定得较小。
推断部23在该缩小后的检索范围中，例如使用最小平方法的算法来推断移动终端K的存在位置的三维坐标(x、y、z)。如同图的下方(仅表示x坐标)所示，将从由信号处理部21判定为可通信的各通信机C1～C6得到的测距值ri(i是通信机编号)、与存在候补位置的三维坐标和存储于存储部14的各通信机C1～C6的三维坐标的差量绝对值的差的平方和最小的三维坐标(x、y、z)推断为移动终端K的存在位置。从各通信机C1～C6得到的测距值ri可以是从一次计测得到的值，也可以是从多次计测得到的统计值。从多次计测得到的统计值可以是平均值也可以是最小值，但优选使用最小值。
[移动终端位置推断方法]
使用图3～图13对移动终端位置推断方法的实施方式进行说明。
各通信机C1～C6的车辆侧发送电路11生成响应请求信号，经由车辆侧天线13向移动终端K按顺序发送响应请求信号。各通信机C1～C6发送响应请求信号的顺序，可以优先决定由其它通信检测出移动终端K的某个通信机C1～C6，也可以任意设定。接收到响应请求信号的移动终端K将控制电路6生成包含从移动终端K接收电波之后到进行响应所需的时间Tb和移动终端K的识别信息(ID)的输入信号并向终端侧通信部5传递且终端侧通信部5将电信号调制由此生成的响应信号，经由终端侧天线53向车辆侧天线13发送(图3的#31)。然后，车辆侧接收电路12将从车辆侧天线13接收到的响应信号解调并向控制部2发送，由控制部2比较移动终端K，取得认证后的移动终端K与各通信机C1～C6之间的距离信息以及电波的强度信息(图3的#32，取得步骤)。
在图6以及图12中示出了将控制部2取得的距离信息(测距值)作为横轴，将控制部2取得的电波的强度信息(电波强度)作为纵轴的一个例子。在图6中示出了坐在汽车A的驾驶座的用户H将移动终端K收纳在上衣的胸袋内的条件下的测距值以及电波强度。在同图所示的例子中，第三通信机C3以外是可通信的。在图12中示出了用户H手拿移动终端K站在汽车A的右侧(相对于第一通信机C1右2m，后1m)的位置的条件下的测距值以及电波强度。此时，如同图所示，仅第一通信机C1以及第四通信机C4是可通信的。在同图所示的例子中，测距误差为1m以下的第五通信机C5以及第六通信机C6成为不可通信，推测为是由干扰引起的。
返回图3，信号处理部21使判定距离信息是第一规定值以下且强度信息是第二规定值以上的通信成功的(可通信的)通信机C1～C6是否是三个以上(图3的#33，可否通信判定步骤)。若#33的判定的结果，是通信机C1～C6小于三个(图3的#33否判定)，则再次在通信机C1～C6与移动终端K之间尝试通信(图3的#31～#32)。
此外，若通信机C1～C6小于三个，则也可以基于区域判定部22的判定结果，来推断移动终端K的位置。在该情况下，从由信号处理部21判定为可通信的各通信机C1～C6的可通信范围的逻辑积中、除去由信号处理部21判定为不可通信的各通信机C1～C6的可通信范围的逻辑积，由此能够推断移动终端K的位置。
在图13中示出了从图12所示的可通信的第一通信机C1以及第四通信机C4的测距误差0.5m以下的可通信范围的逻辑积，除去不可通信的第二通信机C2～第三通信机C3以及第五通信机C5～第六通信机C6的测距误差0.5m以下～大于3m的可通信范围的逻辑积的结果。在本实施例中，由于第三通信机C3的可通信范围过于偏向后部，所以成为移动终端K存在于车厢内外的区域判定。因此，推断部23在由区域判定部22缩小后的移动终端K的存在区域内，将以来自距离信息最小的通信机C1～C6的距离信息为半径的推断圆中的、存在于区域内的范围推断为移动终端K的位置。在图13所示的例子中，在移动终端K的存在区域内，描绘以来自距离信息最小的第一通信机C1的距离信息为半径的推断圆(在图中，为单点划线的圆)，示出了该推断圆中的存在于区域内的范围(在图中为黑圈)。作为来自成为推断圆的半径的第一通信机C1的距离信息优选设为来自第一通信机C1的多个距离信息中的、最小的值。如同图所示，移动终端K的推断位置相对于实际的移动终端K的存在位置(在图中，为划有斜线的方形标记)，包含于汽车A的前后方向3m的误差范围，能够正确地推断移动终端K存在于右车门的车厢外。
返回图3，若#33的判定的结果是，通信成功了的通信机C1～C6为三个以上(图3的#33是判定)，则推断部23执行通信机C1～C6的分级(图3的#34)。具体而言，如图6所示，按照移动终端K与通信机C1～C6之间的测距值从小到大的顺序赋予高的优先顺序，按优先顺序从高到低的顺序依次为第六通信机C6、第一通信机C1、第四通信机C4、第二通信机C2、第五通信机C5。在该分级中，在测距值相同的通信机C1～C6是两个以上的情况下，电波强度越高的通信机C1～C6具有越高的优先顺序。
接着，推断部23缩小移动终端K的检索范围(图3的#35，推断步骤)。检索范围的缩小首先，将通信机C1～C6中的与移动终端K之间的测距值最小的通信机C1～C6选定为“关键通信机”(图4的#41)。在图6所示的例子中，第一级的第六通信机C6是关键通信机。接着，生成以从选定出的关键通信机亦即第六通信机C6取得的距离信息中的测距值最小的值为半径的球体(图4的#42)。接着，在该球体的表面上，将仰角θ和方位角
Figure BDA0003356761630000131
的各个作为规定的角度间隔(例如，每10度)来设定多个候补点(图4的#43)。接着，在进一步缩小检索范围的情况下(图4的#44是判定)，使用通信映射图M1～M6，基于区域判定部22判定出的移动终端K的存在区域来进一步缩小移动终端K的检索范围(#45)。
移动终端K的存在区域判定首先，从存储部14读出图11所示那样的二维通信映射图M1～M6，区域判定部22从由信号处理部21判定为可通信的各通信机C1～C6的可通信范围的逻辑积中、除去由信号处理部21判定为不可通信的各通信机C1～C6的可通信范围的逻辑积来判定移动终端K的存在区域(图5的#51～#53)。而且，区域判定部22输出以来自关键通信机的距离信息为半径的球体的表面中的、移动终端K的二维存在区域，推断部23仅将该存在区域在z方向上投影的部分作为检索范围(图5的#54)。
返回图3，在设定后的移动终端K的检索范围中，在球体的表面上以规定的角度间隔设置各个候补点并通过最小平方法等来推断移动终端K的位置(图3的#36)。在进行该位置推断时，在设定于规定范围的各个候补点中，将从由信号处理部21判定为可通信的各通信机C1～C6得到的测距值、和存在候补位置的三维坐标与存储于存储部14的各通信机C1～C6的三维坐标之差的绝对值的差的平方和最小的三维坐标推断为移动终端K的存在位置(参照图7的右下的式子)。此外，也可以在#36中推断出的移动终端K的位置附近的规定范围内，针对仰角θ和方位角
Figure BDA0003356761630000132
的各个以比规定的角度间隔小的角度间隔(例如，每1度)进一步设定多个候补点，通过最小平方法等进一步推断移动终端K的精确的位置。
在图8中示出了推断部23生成以从选定出的关键通信机亦即第六通信机C6取得的距离信息为半径(图示的单点划线)的球体，在该球体的表面上，以规定的角度间隔(每10度)设定多个候补点并通过最小平方法推断出移动终端K的存在位置的结果。如同图所示，移动终端K的推断位置(在图中为白圈)位于与实际的移动终端K的存在位置(在图中为涂有黑色的方块)近似的位置，能够正确地推断移动终端K存在于车厢内的驾驶座。
返回图3，推断部23将移动终端K的存在位置向ECU15输出，基于该存在位置，ECU15执行向车门开闭机构3发送动作信号等的信号处理，以便对左车门进行开锁或者上锁或者开闭(图3的#37)。
在图9～图10示出了在移动终端K存在于车厢内外的情况下(母数为100以上)，使用了上述移动终端位置推断方法的推断结果。在本推断结果中，推断部23生成以从选定出的关键通信机取得的距离信息为半径的球体，在该球体的表面上，对仰角θ和方位角
Figure BDA0003356761630000141
的各个以规定的角度间隔(每10度)设定多个候补点并通过最小平方法推断出移动终端K的存在位置。如图9所示，可知在距左/右车门以及后备箱约0.7m以内的区域中，是良好的推断结果(等级A)。根据该推断结果可知，在无钥匙进入***中重要的区域中，移动终端K的位置推断具有足够的精度。另外，在图10中示出了如本实施方式那样推断部23不生成球体而进行了运算的现有方法，以及使用了本实施方式的移动终端位置推断方法的推断误差。如同图所示，能够理解推断误差与现有方法相比得以提高这一点。此外，本实施方式的推断速度与现有方法相比，是其120倍的推断速度。
[其它实施方式]
(1)上述实施方式的推断部23虽制作了以来自距离信息最小的通信机C1～C6的距离信息为半径的球体，但也可以通过统计方法来运算半径并制作球体。另外，该球体也可以使用深度学习等来制作。
(2)在上述实施方式中，区域判定部22从由信号处理部21判定为可通信的各通信机C1～C6的可通信范围的逻辑积中，除去由信号处理部21判定为不可通信的各通信机C1～C6的可通信范围的逻辑积。也可以代替之，区域判定部22通过由信号处理部21判定为可通信的各通信机C1～C6的可通信范围的逻辑积、与由信号处理部21判定为不可通信的各通信机C1～C6的不可通信范围的逻辑和的逻辑积，来判定移动终端K的存在区域。
本发明能够用于推断位于车辆周边的移动终端的位置的移动终端位置推断方法、移动终端位置推断装置以及移动终端位置推断***。

Claims (7)

1.一种移动终端位置推断方法，是通过设置于车辆的三个以上的通信机与位于上述车辆的周边的移动终端进行通信来推断上述移动终端的位置的移动终端位置推断方法，其特征在于，包含以下步骤：
取得步骤，多个上述通信机与上述移动终端进行通信而取得上述通信机与上述移动终端之间的距离信息和电波的强度信息；
可否通信判定步骤，在上述距离信息是第一规定值以下，且上述强度信息是第二规定值以上的情况下，判定为可通信；以及
推断步骤，基于来自在上述可否通信判定步骤中判定为可通信的三个以上的上述通信机中的、上述距离信息最小的上述通信机的上述距离信息，缩小上述移动终端的检索范围，来推断上述移动终端的位置。
2.根据权利要求1所述的移动终端位置推断方法，其特征在于，
上述推断步骤在以来自上述距离信息最小的上述通信机的上述距离信息为半径的球体的表面上，设置多个候补点来推断上述移动终端的位置。
3.根据权利要求2所述的移动终端位置推断方法，其特征在于，
上述推断步骤在上述球体的表面上以规定的角度间隔设置各个上述候补点而推断出上述移动终端的位置之后，在推断出的上述移动终端的位置附近的规定范围内，以比上述规定的角度间隔小的角度间隔设置各个上述候补点来进一步推断上述移动终端的位置。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的移动终端位置推断方法，其特征在于，
上述推断步骤基于上述可否通信判定步骤的判定结果、和将各个上述通信机的可通信范围映射化的通信映射图，推断上述移动终端存在的区域，基于该区域进一步缩小上述移动终端的上述检索范围。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的移动终端位置推断方法，其特征在于，
上述推断步骤使用来自上述距离信息最小的上述通信机的多个上述距离信息中的、最小的值来缩小上述移动终端的检索范围。
6.一种移动终端位置推断装置，其通过设置于车辆的多个通信机与位于上述车辆的周边的移动终端进行通信来推断上述移动终端的位置，其特征在于，具备：
信号处理部，多个上述通信机与上述移动终端进行通信而取得上述通信机与上述移动终端之间的距离信息和电波的强度信息，在上述距离信息是第一规定值以下，且上述强度信息是第二规定值以上的情况下判定为可通信；以及
推断部，基于来自由上述信号处理部判定为可通信的三个以上的上述通信机中的、上述距离信息最小的上述通信机的上述距离信息，缩小上述移动终端的检索范围，来推断上述移动终端的位置。
7.一种移动终端位置推断***，其特征在于，具备：
设置于车辆的多个通信机；
信号处理部，多个上述通信机与位于上述车辆的周边的移动终端进行通信而取得上述通信机与上述移动终端之间的距离信息和电波的强度信息，在上述距离信息是第一规定值以下，且上述强度信息是第二规定值以上的情况下判定为可通信；以及
推断部，基于来自由上述信号处理部判定为可通信的三个以上的上述通信机中的、上述距离信息最小的上述通信机的上述距离信息，缩小上述移动终端的检索范围，来推断上述移动终端的位置。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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